次世代のアルミ押出形材設計支援システムを共同開発

次世代のアルミ押出形材設計支援システムへ向けて

株式会社FAIと加藤軽金属工業が共同で、アルミ押出成形に用いる型材設計の効率化を図る新たなシステムの開発に取り組み始めました。今回のプロジェクトは、従来の設計プロセスにおける課題を解決し、試作コストと所要時間の大幅な削減を目指しています。

プロジェクトの背景と目的

アルミニウムは、軽さと強度を兼ね備えた素材であり、自動車や航空機、建築などさまざまな分野で利用されています。しかし、従来的な金型設計では複数回の試作やシミュレーションを必要とし、時間とコストがかかるという問題がありました。また、横荷重に対する強度が不十分な設計も散見されました。

新たに導入されるトポロジー最適化技術は、このような課題を解消するために開発されたものです。設計要求と形材設計領域を入力することで、耐荷性を厳密に解析し、最も適した断面形状を示すことができます。このシステムの導入により、設計の試行錯誤を減少させることで、製品品質の向上が図られます。

技術概要

トポロジー最適化とは

トポロジー最適化技術は、物理法則と数値シミュレーションを基に、強度や剛性を維持しつつ、不要な材料を取り除く手法です。この技術を用いることで、強度が集中する部分にはしっかりと材料を配置し、無駄な部分は削減することが可能です。

新システムの特長

開発されたシステムは、まず断面形状のデータを元に、横方向の荷重に対する耐性を計算します。これにより、曲げに強い最適な形状が導き出され、性能向上に貢献します。また、様々な条件を踏まえた設計案の比較検討も行えます。

技術の検証と進捗状況

プロジェクトでは、３点曲げに対して優れた耐性を持つ断面形状の最適化を行い、材料の体積比を変えることで設計案を複数比較することが可能になりました。

熱伝導性能の最適化

特に熱伝導性能に関する最適化も行われています。60×60mmの断面に材料量の制約を設け、その条件下での最適な断面構造を得ることに成功しました。実用的な形状への適応を考慮し、最小寸法の制約も加えたもので、シンプルながら実用性に富んだ設計となっています。

パートナー企業の募集

現在本システムは試作段階にあり、実用化に向けてさらなる検証が必要とされています。特に断面形状の最適化について、試作と評価を共に行えるパートナー企業を求めています。興味のある企業はぜひお声がけください。

今後の展望

本システムは初期の設計検証が進行中ですが、今後の展開としては、設計検証やシミュレーションの高度化・高速化、製造現場での有効性確認、実証実験を通じたフィードバックの反映が予定されています。最終的には、アルミ押出成形市場において新たなスタンダード技術を確立し、設計の効率化とコスト削減に寄与することを目指しています。

担当者コメント

株式会社FAIの海老原寛代表取締役は、「このシステムは型材設計の試行錯誤を減少し、精度の高い設計を実現する革新的な技術である」とし、さらに実証実験を通じて現場のフィードバックを活かしながら改良を重ねていく方針を示しました。

一方、加藤軽金属工業の加藤大輝取締役社長も「形材設計のプロセスを効率化し、試作や修正にかかる負担を軽減できると確信しています」と enthused, highlighting the new approach to ensure strength while eliminating waste.